[发明专利]一种基于磁性斯格明子层的磁性多层膜

摘要

本发明提供了一种基于磁性斯格明子层的磁性多层膜，包括依次设置的衬底、缓冲层、钉扎层、隔离层、自由层、覆盖层，其中，所述自由层为磁性斯格明子层或者其钉扎层具有磁性斯格明子钉扎层，并将此基于磁性斯格明子层的磁性多层膜为基础制作隧穿磁电阻磁性隧道结、巨磁电阻纳米多层膜和巨磁电阻纳米柱。能够在较低临界电流密度下实现自由层磁矩的翻转，并实现磁性多层膜体系在高电阻态和低电阻态之间的转变；磁性多层膜的自由层和钉扎层均为磁性斯格明子层，能够在较低临界电流密度下实现自由层磁矩的翻转，从而操控磁性多层膜体系在高电阻态和低电阻态间变化，从而实现“0”和“1”的数据存储及相关的磁性传感器功能。

主权项

一种基于磁性斯格明子层的磁性多层膜，包括依次设置的衬底、缓冲层、钉扎层、隔离层、自由层、覆盖层，其特征在于，所述自由层为磁性斯格明子层；所述磁性斯格明子层为具有面内涡旋磁矩结构的合金材料、多铁材料或者反铁磁材料；所述磁性斯格明子层的厚度为2‑30nm；所述钉扎层为由反铁磁层和铁磁层组成的双层膜，或者为反铁磁层、底部铁磁层、夹层和顶部铁磁层组成的多层膜结构；所述衬底为绝缘材料，其厚度为0.3‑1mm；所述缓冲层是能够和衬底紧密结合的非磁性单层金属层或多层复合金属薄膜；所述夹层为非磁性金属层，其厚度为0.2‑1.5nm；所述反铁磁层为厚度为3～30nm的反铁磁性的合金材料，或者厚度为5～50nm且具有反铁磁性的氧化物；所述隔离层为厚度为1‑5nm的绝缘层，或者厚度为0.2‑100nm的非磁性金属层；所述覆盖层为不易被氧化且导电性良好的金属层，其厚度为10‑100nm。